(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体に備えられた少なくとも２つの電気機械エネルギ変換素子に交番電圧を印加し、前記振動体に次数の異なる定在波を、所定の時間位相差を設けて発生させる振動体の駆動方法であって、
前記振動体は、第１の方向に並ぶ複数の節線を有する第１の振動モードと、
前記第１の方向に並ぶ節線の数が前記第１の振動モードと異なり、且つ前記第１の振動モードよりも固有振動数が高い第２の振動モードと、
固有振動数が、前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの間に位置する第３の振動モードと、を有し、
前記第３の振動モードは、前記第１の振動モードまたは前記第２の振動モードと、前記第１の方向に並ぶ節線の数が同じであり、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ節線の数が異なる振動モードであって、
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、前記第３の振動モードとの固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力を、固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力よりも大きくして駆動することを特徴とする振動体の駆動方法。
【請求項２】
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、
前記第３の振動モードと固有振動数の差が大きい振動モードを加振する加振電圧よりも、
固有振動数の差が小さい振動モードを加振する加振電圧を大きくして駆動することを特徴とする請求項１に記載の振動体の駆動方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の振動体の駆動方法を用いた振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に対象物を駆動することを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の振動体の駆動方法を用いた振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に塵埃を移動させて除去することを特徴とする塵埃除去装置。
【請求項５】
請求項４に記載の塵埃除去装置を有し、
前記塵埃除去装置によって光路上の塵埃を除去することを特徴とする光学機器。
【請求項６】
少なくとも２つの電気機械エネルギ変換素子を有する振動体を備え、
前記電気機械エネルギ変換素子に交番電圧を印加し、前記振動体に次数の異なる定在波を、所定の時間位相差を設けて発生させる振動装置であって、
前記振動体は、第１の方向に並ぶ複数の節線を有する第１の振動モードと、
前記第１の方向に並ぶ節線の数が前記第１の振動モードと異なり、且つ前記第１の振動モードよりも固有振動数が高い第２の振動モードと、
固有振動数が、前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの間に位置する第３の振動モードと、を有し、
前記第３の振動モードは、前記第１の振動モードまたは前記第２の振動モードと、前記第１の方向に並ぶ節線の数が同じであり、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ節線の数が異なる振動モードを備え、
前記電気機械エネルギ変換素子の少なくとも一つは、複数に分割された分割電極を有し、
前記分割電極の分割位置が、
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、前記第３の振動モードとの固有振動数の差が大きい振動モードの節線の位置よりも、固有振動数の差が小さい振動モードの節線の位置に対して、より近くに設けられていることを特徴とする振動装置。
【請求項７】
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、
前記第３の振動モードと固有振動数の差が小さい振動モードの節線の位置と、前記分割電極の分割位置が略一致していることを特徴とする請求項６に記載の振動装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に対象物を駆動することを特徴とする駆動装置。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に塵埃を移動させて除去することを特徴とする塵埃除去装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の塵埃除去装置を有し、
前記塵埃除去装置によって光路上の塵埃を除去することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体の駆動方法と振動装置に関する。
特に、カメラ、ファクシミリ、スキャナー、プロジェクター、複写機、レーザビームプリンター、インクジェットプリンター、レンズ、双眼鏡、画像表示装置などの光学機器の塵埃除去装置に用いる振動装置、振動によって対象物を駆動させる駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の撮像装置においては、光学センサの分解能の向上とともに、使用中に光学系に付着するゴミが撮影画像に影響を及ぼすようになってきた。
特に、ビデオカメラ、スチルカメラの撮像素子の分解能はめざましく向上していることから、撮像素子に近く配置されている光学素子に塵埃が付着すると、画像欠陥を生じることになる。
例えば、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタなどに、外部からの埃や、内部の機械的な摺擦面で生ずる摩耗粉などが付着すると、撮像素子面での像のぼけが少ないため、撮影画像に埃の写り込みなどが生じる。
一方、コピー、ファクシミリ、スキャナーなどの撮像部は、ラインセンサをスキャン、またはラインセンサに近接させた原稿をスキャンすることによって平面原稿を読み取っている。
ここで、ラインセンサへの光線入射部に埃が付着すると、スキャン画像に写り込んでしまう。
また、原稿をスキャンする方式の機器、ファクシミリの読み取り部や、コピー機の自動原稿送り装置からの原稿を搬送中に読み取る、いわゆる流し読みの方式では、１つの埃が原稿送り方向へ連続する線画像となって写り込む。
これにより、画像の品質が大きく損ねられるという問題が生じる。
これらの塵埃を人手によって拭き取ることで画像品位は回復するが、使用中に付着した埃は撮影後に確認する他ない。
その間に撮影、スキャンした画像については塵埃の画像が映りこむため、ソフトウェアでの画像処理による修正が必要となるほか、複写機では同時に紙メディアに出力されてしまうため修正には多大な労力がかかる。
【０００３】
このような問題に対し、従来では、振動を付与することによってゴミを画像読み取り部から移動させる塵埃除去装置、及び、これを搭載した光学機器が提案されている（特許文献１参照）。
図１１（ａ）は、特許文献１に開示された従来の塵埃除去装置の振動装置の構成を示す図である。
振動装置３００は、受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを作成する撮像素子３０１に設けられている。
振動装置３００と撮像素子３０１とで、撮像素子３０１の表（おもて）面の空間が密封されている。
振動装置３００は、矩形の板状を有する光学素子３０２、およびその両端部に接着によって固着された電気機械エネルギ変換素子である一対の圧電素子３０３ａ、３０３ｂから構成されている。
圧電素子３０３ａには、交番電圧Ｖａが印加され、圧電素子３０３ｂには交番電圧Ｖｂが印加されている。
図１１（ｂ）中のＡは１次の面外曲げ振動の変位分布を表しており、Ｂは２次の面外曲げ振動の変位分布を表している。
縦軸は、振動装置３００の撮像素子３０１が配置されている側と反対側の表面の面外方向の変位で、撮像素子３０１側の向きを負としている。横軸は、図示しているように振動装置３００の長手方向の位置と対応している。
交番電圧Ｖａと交番電圧Ｖｂは共に、１次の面外曲げ振動と２次の面外曲げ振動の共振現象に応答を有する周期の交番電圧となっていて、さらに交番電圧Ｖａと交番電圧Ｖｂとは時間的な位相が異なっている。
これらによって、振動装置３００には時間位相の異なる１次の面外曲げ振動と２次の面外曲げ振動の２つの振動が合成された振動が励起される。
【０００４】
図１２、図１３、図１４、図１５は２つの振動の時間的位相差が９０°かつ振幅が１：１である場合の１次の面外曲げ振動、２次の面外曲げ振動、およびこれらの振動が重ね合わされた振動体の変位及び変位速度を、時間位相毎に示すグラフである。
縦軸は、変位及び変位速度で、撮像素子３０１側の向きを負としている。横軸は、図１１（ｂ）に示したのと同じく、振動装置３００の長手方向の位置と対応している。
図中、波形Ｃは１次の面外曲げ振動の変位を示している。波形Ｄは２次の面外曲げ振動の変位を示している。
波形Ｅはこれら２つの振動が重ね合わされた振動装置３００の変位を示す。
波形Ｇは波形Ｅの時間位相３０°前の振動装置３００の変位を示している。
波形Ｆは振動装置３００における正規化された変位速度を示している。
塵埃除去装置を動作させた場合には、光学素子３０２の表面に付着した塵埃は、光学素子３０２が塵埃を面外（図１２〜図１５の縦軸の正の向き）に突き上げる時、光学素子３０２の表面の法線方向の力を受けて弾かれるように移動していく。
つまり、各時間位相で、変位速度を示す波形Ｆが正の値であるとき、塵埃は面外に突き上げられ、この時間位相における振動装置３００の変位を示す波形Ｅの法線方向の力を受け、塵埃は移動していく。光学素子３０２を一定の角度（典型的には垂直）に立てた状態で上記変位を与えた場合には、光学素子３０２表面に付着している塵埃が光学素子３０２の表面の法線方向の力を受けて弾かれた場合には、一定の確率で再付着せずに、重力により落下する。
図１２〜図１５の矢印ｈは、塵埃が移動する向きを示している。
図１２〜図１５を見てみると、光学素子３０１の位置６０から３００において、振動の１周期の間では、横軸の負の向きに塵埃を移動させる振動の量より、正の向きに塵埃を移動させる振動の量がはるかに多い。
そのため、塵埃は横軸の正の向きに移動させることが可能になっている。
撮像素子３０１に対する光学素子３０２の有効部が位置６０から位置３００の範囲であった場合に、有効部から塵埃を除去することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０７１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した振動装置においては、以下に述べるような課題を有している。
特許文献１による振動装置では、振動装置３００には多数の振動モードがあるために、所望の２つの振動モード以外にも不要な振動モードが混在する。
この不要な振動モードの混在によって、光学素子３０２表面の対象物を面外にたたき上げる時の面内方向の向きが逆方向になってしまう箇所や、面内方向の成分が小さい箇所が発生する。
箇所によっては、面内の移動方向が向き合って塵埃が移動できなくなったり、塵埃の付着力に対し移動力が小さくなったりして、塵埃を移動させる効率が低くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、振動によって塵埃を含む対象物を、効率よく所定の方向に移動させることが可能となる振動体の駆動方法、振動装置、該振動装置を有する駆動装置と塵埃除去装置と光学機器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下に述べる振動体の駆動方法と、以下に述べる構成の振動装置、該振動装置を有する駆動装置と塵埃除去装置と光学機器を提供するものである。本発明の振動体の駆動方法は、振動体に備えられた少なくとも２つの電気機械エネルギ変換素子に交番電圧を印加し、前記振動体に次数の異なる定在波を、所定の時間位相差を設けて発生させる振動体の駆動方法であって、
前記振動体は、第１の方向に並ぶ複数の節線を有する第１の振動モードと、
前記第１の方向に並ぶ節線の数が前記第１の振動モードと異なり、且つ前記第１の振動モードよりも固有振動数が高い第２の振動モードと、
固有振動数が、前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの間に位置する第３の振動モードと、を有し、
前記第３の振動モードは、前記第１の振動モードまたは前記第２の振動モードと、前記第１の方向に並ぶ節線の数が同じであり、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ節線の数が異なる振動モードであって、
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、前記第３の振動モードとの固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力を、固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力よりも大きくして駆動することを特徴とする。
また、本発明の振動体の振動装置は、少なくとも２つの電気機械エネルギ変換素子を有する振動体を備え、
前記電気機械エネルギ変換素子に交番電圧を印加し、前記振動体に次数の異なる定在波を、所定の時間位相差を設けて発生させる振動装置であって、
前記振動体は、第１の方向に並ぶ複数の節線を有する第１の振動モードと、
前記第１の方向に並ぶ節線の数が前記第１の振動モードと異なり、且つ前記第１の振動モードよりも固有振動数が高い第２の振動モードと、
固有振動数が、前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの間に位置する第３の振動モードと、を有し、
前記第３の振動モードは、前記第１の振動モードまたは前記第２の振動モードと、前記第１の方向に並ぶ節線の数が同じであり、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に並ぶ節線の数が異なる振動モードを備え、
前記電気機械エネルギ変換素子の少なくとも一つは、複数に分割された分割電極を有し、
前記分割電極の分割位置が、
前記第１の振動モードと前記第２の振動モードの内、前記第３の振動モードとの固有振動数の差が大きい振動モードの節線の位置よりも、固有振動数の差が小さい振動モードの節線の位置に対して、より近くに設けられていることを特徴とする。
また、本発明の振動体の駆動装置は、上記した振動体の駆動方法を用いた振動装置または上記した本発明の振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に対象物を駆動することを特徴とする。
また、本発明の振動体の塵埃除去装置は、上記した振動体の駆動方法を用いた振動装置または上記した本発明の振動装置を有し、
前記振動装置によって所定の方向に塵埃を移動させて除去することを特徴とする。
また、本発明の振動体の光学機器は、上記した塵埃除去装置を有し、
前記塵埃除去装置によって光路上の塵埃を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、振動によって塵埃を含む対象物を、効率よく所定の方向に移動させることが可能となる振動体の駆動方法、振動装置、該振動装置を有する駆動装置、塵埃除去装置及び光学機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における振動装置の図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１の実施形態における第１の振動モードでの、光学素子の変形形状の斜視図であり、図２（ｂ）は第２の振動モードでの、光学素子の変形形状の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における第１の振動モード及び第２の振動モードの節線と各圧電素子の配置及び電極パターンの対応を示す図である。
【図４】従来技術での加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表す図である。
【図５】図５（ａ−１）は本発明の第１の実施形態における第３の振動モードの光学素子の変形形状を示す斜視図、図５（ａ−２）は第１の方向Ａから見た図である。また、図５（ｂ−１）は本発明の第１の実施形態における第４の振動モードの光学素子の変形形状を示す斜視図、図５（ｂ−２）は第１の方向Ａから見た図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における第１の振動モード及び第２の振動モードの節線と各圧電素子の配置及び電極パターンの対応を示す図である。
【図８】図８（ａ）は従来技術での加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表す図であり、図８（ｂ）は本発明の第２の実施形態における加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における第１の振動モード及び第２の振動モードの節線と各圧電素子の配置及び電極パターンの対応を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における第１の振動モード及び第２の振動モードの節線と各圧電素子の配置及び電極パターンの対応を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は従来の振動装置の構成を示す図であり、図１１（ｂ）は従来の振動装置の振動体の面外１次曲げ振動と面外２次曲げ振動の変位分布と圧電素子の配置を示す図である。
【図１２】従来の振動装置の、２つの振動の時間的位相差が９０°である場合の面外１次曲げ振動、面外２次曲げ振動、およびこれらの振動が重ね合わされた振動体の変位を、時間位相毎に示すグラフである。
【図１３】従来の振動装置の、２つの振動の時間的位相差が９０°である場合の面外１次曲げ振動、面外２次曲げ振動、およびこれらの振動が重ね合わされた振動体の変位を、時間位相毎に示すグラフである。
【図１４】従来の振動装置の、２つの振動の時間的位相差が９０°である場合の面外１次曲げ振動、面外２次曲げ振動、およびこれらの振動が重ね合わされた振動体の変位を、時間位相毎に示すグラフである。
【図１５】従来の振動装置の、２つの振動の時間的位相差が９０°である場合の面外１次曲げ振動、面外２次曲げ振動、およびこれらの振動が重ね合わされた振動体の変位を、時間位相毎に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
図１を用いて、第１の実施形態におけるカメラに装備された振動装置の構成例について説明する。
本実施形態の振動装置は、塵埃を移動させて除去する塵埃除去装置として機能する。
図１において、１は光学素子で、２枚の電気機械エネルギ変換素子である圧電素子２（２ａ、２ｂ）が接着によって撮像素子４と同じ側に固着されている。
制御回路１００は電源１０１の発生する交番電圧の周波数及び電圧値及び時間位相を設定する。電源１０１は圧電素子２ａ、２ｂと電気的に接続されている。
光学素子１と圧電素子２で振動体３を構成している。振動体３は、受光素子である撮像素子４の表面の空間が密封されるように撮像素子４に取り付けられている。
被写体からの光が、光学素子１を透過し、撮像素子４に入射する。このときの撮像素子に入射する光が、光学素子１を透過する範囲が、光学有効部５である。
本実施形態においても特許文献１と同様に、同方向に節線が並ぶ次数の異なる２つの面外曲げ振動を、時間位相差を設けて励起する。本発明における上記節線とは、振動対象物（例えば光学素子）の所定の面に振動を与えて当該振動対象物の面上に定在波を発生させた場合に定在波の節となる部分を結んだ際に形成される仮想的線をいう。
このために本実施形態では、制御回路１００は電源１０１の発生する交番電圧の周波数を、
紙面の左右方向（第１の方向、図中Ａ）に節線が並び次数の異なる面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）と、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の両方に応答のある周波数としている。
【００１２】
図２（ａ）は、第１の振動モードの光学素子１の変形形状の斜視図であり、図２（ｂ）は第２の振動モードの光学素子１の変形形状の斜視図である。
図２（ａ）及び２（ｂ）において、Ａは第１の方向で、Ｂは第１の方向と交差する第２の方向である。
本実施形態では第１の方向Ａと第２の方向Ｂは直交している。Ｃは振動モードにおける節線である。第１の振動モードと第２の振動モードは、第１の方向Ａに並ぶ複数の節線を有している。
また、第１の方向Ａに並ぶ節線の数は、第１の振動モードで１１であり、第２の振動モードで１２であり、異なる。第１の振動モードは、面外曲げ変形の次数が第２の振動モードよりも少なく、波長が長いために、第２の振動モードよりも固有振動数が低い。
制御回路１００は電源１０１の発生する２つの交番電圧の時間位相差を設定している。
これによって、振動体３に面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）と、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）が異なる時間位相で生成される。
先行技術（特許文献１）と同様に、これらの合成された振動は、対象物を面外にたたき上げる時の面内方向の向きが、光学素子１の表面のほぼ全領域において同じとなる。
これによって、塵埃を含む振動によって移動させられる全ての物体に面内の一方向の力を付与し、一方向の移動を実現することが可能となっている。
【００１３】
図３を用いて、本実施形態の面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）及び面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の節線と各圧電素子２の配置及び電極パターンの対応を説明する。
プロット６に、振動体３に励起する第１の振動モードの変位分布（図中７）と、同じく第２の振動モードの変位分布（図中８）を示している。
縦軸は光学素子１の面外方向の変位で、撮像素子４が配置されている側と反対側を正としている。横軸は図中の光学素子１の左右方向の位置と対応している。
また、本実施形態では、この２つの振動の曲げの中立面が光学素子１の内部になっている。
変位の正の箇所に配置されている圧電素子２には左右方向に伸縮の変形が生じ、変位の負の箇所に配置されている圧電素子２には逆位相（１８０°）の左右方向の伸縮の変形が生じる。
左右の両端の圧電素子２ａと２ｂは矩形板形状で、左右方向（第１の方向Ａ）においては、光学素子１の端から光学有効範囲５まで配置されており、上下方向（第２の方向Ｂ）においては、光学素子１の両端まで配置されている。
【００１４】
圧電素子２ａと２ｂは、光学素子１と結合されている裏面には全面に一様な電極を有しており、反対面の表面には複数に分割された電極（以下、分割電極９）を有している。
分割電極９の分割箇所は、図中の破線で対応を示しているように、第１の振動モードの変位分布７での変位がほぼゼロとなる節の箇所と、第２の振動モードの変位分布８での変位がほぼゼロとなる節の箇所との中間の位置となっている。
分極時には、裏面の電極をグラウンド電位とし、表面の分割電極９には図中の＋及び−で示しているように、隣合う電極には異なる極性の電位を印加している。左の圧電素子２ａの分割電極には左端から＋−＋−の極性が与えられ、右の圧電素子２ｂには右端から＋−＋−の極性が与えられている。分極方向は圧電素子２の厚さ方向で、図３中では紙面に直交した方向である。
分極後には導電性を有する導電性塗料１０を、分割電極９を跨るように施していて、分割電極９のいずれかの箇所に電圧を印加すると、一つの圧電素子２の分割電極９の全てが同電位となるようになっている。
【００１５】
圧電素子２は分極時の電位の極性と同じ電位の極性を与えると分極方向との直交方向に伸びる力が発生し、分極時の電位と異なる電位の極性を与えると縮む特性をもっている。
交番電圧を印加した際には、交番電圧の周期と一致した周期的な伸縮力を発生する。
また、交番電圧では分極時の極性によって、交番電圧に対する伸縮力の位相（０°または１８０°）が決定される。
交番電圧Ｖ１＝Ａ１×ＣＯＳ（２πｆｔ）を左の圧電素子２ａに印加する。Ａ１は電圧振幅値で、ｆは周波数で、ｔは時間である。
これとは時間位相がφだけ異なる交番電圧Ｖ２＝Ａ２×ＣＯＳ（２πｆｔ＋φ）を右の圧電素子２ｂに印加する。Ａ２は電圧振幅値である。
このとき、圧電素子２ａと２ｂが逆位相の曲げ変形となる面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード７）に主に寄与する電圧は、交番電圧Ｖ１とＶ２の差の成分のＶ（差）で、Ｖ（差）＝Ｖ１−Ｖ２である。
一方、圧電素子２ａと２ｂが同位相の曲げ変形となる面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード８）に主に寄与する電圧は、交番電圧Ｖ１とＶ２の和の成分のＶ（和）で、Ｖ（和）＝Ｖ１＋Ｖ２である。
【００１６】
ここで、Ｖ（差）による圧電素子２で発生する伸縮力の位相について、Ｖ（差）を位相の基準として述べる。
左の圧電素子２ａの伸縮力の位相の分布は、分割電極９に対応して左端から、０°、１８０°、０°、１８０°となる。右の圧電素子２ｂでは右端から、１８０°、０°、１８０°、０°となる。
この伸縮力の位相の分布は、面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）の変位分布７による圧電素子２の伸縮の変形の位相の分布とほぼ合致する。
このため、面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）の大きな振動を得ることが可能となっている。
一方、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の変位分布８による圧電素子２の伸縮の変形の位相の分布に対しての、伸縮力の位相の分布は、左の圧電素子２ａで合致し、右の圧電素子２ｂで逆転している。
Ｖ（差）による面外１１次曲げ振動（第２の振動モード）をみると、左の圧電素子２ａによって励起される振動と、右の圧電素子２ｂによって励起される振動とが、大きさが等しく逆位相となって打ち消しあう。
このため、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の振動は発生しない。
また、面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）と左右方向の節数が異なる振動モードに対しても、伸縮力の位相の分布と変形の位相分布が異なり、振動を打ち消す効果によって、振動を小さくできる。
【００１７】
つぎに、Ｖ（和）による圧電素子２で発生する伸縮力の位相についてＶ（和）を位相の基準として述べる。
左の圧電素子２ａの伸縮力の位相の分布は、分割電極９に対応して左端から、０°、１８０°、０°、１８０°となる。
右の圧電素子２ｂでは右端から、０°、１８０°、０°、１８０°となる。
この伸縮力の位相の分布は、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の変位分布８による圧電素子２の伸縮の変形の位相の分布とほぼ合致する。このため、面外１１次曲げ振動（第２の振動モード）の大きな振動を得ることが可能となっている。
Ｖ（和）の伸縮力による面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）をみると、左の圧電素子２ａによって励起される振動と、右の圧電素子２ｂによって励起される振動とが、大きさが等しく逆位相となって打ち消しあう。このため、面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）の振動は発生しない。
また、面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）とは左右方向の節数が異なる振動モードに対しても、伸縮力の位相の分布と変形の位相分布とが異なり、振動を打ち消す効果によって、振動を小さくできる。
第１の振動モードに対する加振電圧のＶ（差）と、第２の振動モードに対する加振電圧のＶ（和）に時間位相差を設ける事で、第１の振動モードと第２の振動モードに時間位相差を持たせている。
これにより、塵埃を含む振動によって移動させられる全ての物体に面内の一方向の力を付与し、一方向の移動を実現することが可能となっている。
【００１８】
ここで、上記した従来技術（特許文献１）における課題について、更に詳細に説明する。
図４は、従来技術（特許文献１）のように、合成する２つの振動モードに対する加振力の大きさを同じとした場合の、加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表すグラフである。
本実施形態においては、Ｖ（差）の大きさとＶ（和）の大きさを同じにした場合にあたる。
図中において、プロットのＤが第１の振動モードの振動の大きさを示し、プロットのＥが第２の振動モードの振動の大きさを示している。
これら二つの振動モードに対する加振力の大きさが同じであるので、各々の固有振動数での振動の大きさは等しくなる。
また、加振力の周波数が各々の固有振動数から遠ざかる程に、振動の大きさは小さくなる。
加振力の周波数が、各々の固有振動数から同じ差をもった周波数での振動の大きさは、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥとで同じとなる。
前述したように、第１の振動モードＤは、第２の振動モードＥよりも固有振動数が低い。
【００１９】
振動体３にはこれら振動モードの固有振動数の付近に、他にも多くの振動モードが存在する（図４中、プロットのＦ及びＧ及びＨ）。
これらは、第１の振動モードＤや第２の振動モードＥと変位の分布が異なり、塵埃の駆動を阻害する不要な振動モードである。
Ｆの振動モードは、左右方向（第１の方向Ａ）の曲げ次数が第１の振動モードＤと同じく面外１０次曲げ変形であり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外１次曲げ変形となる振動モード（第３の振動モード）である。
図５（ａ−１）は、第３の振動モードＦの光学素子１の変形形状を示す斜視図で、図５（ａ−２）は第１の方向Ａから見た図である。
第３の振動モードＦの変形形状は、第１の振動モードＤの変形形状に加えて上下方向（第２の方向Ｂ）にも変形がある。このため、第３の振動モードは、第１の振動モードＤよりもやや高い固有振動数を有する。
多くの振動モードの中でも、第３の振動モードＦの振動が特に大きくなる。
【００２０】
第３の振動モードＦの振動が特に大きくなる理由について、ここで述べる。
第１の振動モードＤの振動と第２の振動モードＥの振動を発生させるために、圧電素子２ａ及び２ｂに交番電圧を印加して、左右方向（第１の方向Ａ）に伸縮力を発生させ、振動体３の方向の曲げ変形力を発生させている。
前述したように、分割電極９の分割位置は、第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥの節線の位置に近くなっている。
一方、第３の振動モードＦも、第１の方向Ａでの伸縮変形の位相分布が、圧電素子２の発生する伸縮力の位相分布に近くなっている。
このため、第３の振動モードＦの振動が大きくなる。さらに、圧電素子２では、上下方向（第２の方向Ｂ）も分極方向と直交した方向であり、この方向にも伸縮力を発生して、振動体３に対して曲げ変形力を発生する。
第３の振動モードＦは、この上下方向（第２の方向Ｂ）に曲げ変形がある振動モードである。これにより、第３の振動モードの振動はさらに大きくなる。
【００２１】
同様に、図４中のＧに振動の大きさを示している左右方向（第１の方向Ａ）の曲げ次数が第２の振動モードと同じ面外１１次曲げ変形となり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外１次曲げ変形となる振動モード（第４の振動モード）の振動も、特に大きくなる。
図５（ｂ−１）は、第４の振動モードＧの光学素子１の変形形状を示す斜視図で、図５（ｂ−２）は第１の方向Ａから見た図である。
第４の振動モードＧの変形形状は、第２の振動モードＥの変形形状に加えて上下方向（第２の方向Ｂ）にも変形がある。このため、第４の振動モードＧは、第２の振動モードＥよりもやや高い固有振動数を有する。
第３の振動モードＦや第４の振動モードＧは、塵埃を移動させる為に励起する第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥと、上下方向（第２の方向Ｂ）の変位分布が異なる。このため、これらの第３の振動モードＦや第４の振動モードＧの振動が大きいと、上下方向（第２の方向Ｂ）に振動のムラが生じて、塵埃を移動できない箇所や移動力が小さい箇所が発生し、塵埃を移動させる効率が低くなってしまう。
【００２２】
第１の振動モードＤの振動と第２の振動モードＥの振動が合成された振動は、塵埃などを移動させる搬送波成分と定在波成分に分ける事ができる。これら振動モードの振動が共に有する大きさ分が搬送波成分の大きさとなる。
また、この搬送波成分の大きさを各振動の大きさから差し引いた残りの大きさ分が、各振動に対応した定在波成分としての大きさとなる。
例えば、駆動周波数での第１の振動モードＤの振動の大きさをＤｄとし、第２の振動モードＥの大きさをＥｄとして、Ｄｄ＞Ｅｄのように、振動の大きさの大小があった場合には、共にＥｄの大きさ分を有しているので、Ｅｄが搬送波成分の大きさとなる。
残りの（Ｄｄ−Ｅｄ）が定在波成分の大きさとなる。定在波成分は第１の振動モードである。
逆に、Ｄｄ＜Ｅｄであった場合には、Ｄｄが搬送波成分の大きさとなり、（Ｅｄ−Ｄｄ）が定在波成分の大きさとなる。定在波成分は第２の振動モードである。すなわち、より大きな搬送波成分を得て、塵埃等をより移動させるためには、駆動周波数における第１の振動モードＤの振動の大きさＤｄと第２の振動モードＥの振動の大きさＥｄの両方をより大きくする事が好適である。
【００２３】
第１の振動モードＤと第２の振動モードＥの固有振動数の中間であるｆ（図４中）の周波数を駆動周波数とすると、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥとの両方が、より大きな振動となる。
この時、第３の振動モードＦの振動の大きさと第４の振動モードＧの振動の大きさを比較する。第１の振動モードＤと第２の振動モードＥの固有振動数の間に固有振動数が位置し、固有振動数と駆動周波数の差がより近い、第３の振動モードＦの方が、大きな振動となる。
図４の例では、第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥの振動の大きさに比較し、第３の振動モードＦの振動は半分程度の大きさで、第４の振動モードＧの振動は４分の１程度の大きさである。
このため、第４の振動モードＧよりも第３の振動モードＦの方が、物体の一方向の移動をより阻害する。塵埃を移動させる効率を高くするためには、第３の振動モードの振動を小さくする事が課題である。
【００２４】
本実施形態では、第１の振動モードに対する加振電圧のＶ（差）を、第２の振動モードに対する加振電圧のＶ（和）よりも大きくする駆動方法を採っている。すなわち、第１の振動モードと第２の振動モードの内、第３の振動モードとの固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力を、固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力よりも大きくする振動体の駆動方法を採っている。
【００２５】
このような本実施形態における振動体の駆動方法による作用効果について、図６を用いて更に説明する。
図６は、本実施形態における加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表すグラフである。
図中のプロットのＤは第１の振動モードの振動の大きさで、プロットのＥは第２の振動モードの振動の大きさである。プロットのＦは第３の振動モードの振動の大きさで、プロットのＧは第４の振動モードの振動の大きさである。
第１の振動モードＤ対する加振電圧のＶ（差）を、第２の振動モードＥに対する加振電圧のＶ（和）よりも大きくしているため、各々の固有振動数での振動の大きさは、第２の振動モードＥよりも、第１の振動モードＤの方が大きくなっている。
また、加振力の周波数が、各々の固有振動数から同じ差をもった周波数での振動の大きさは、第１の振動モードＤの振動の方が大きくなる。
第３の振動モードＦは、変形形状が第１の振動モードＤと似通っているために、第３の振動モードＦの振動も、いずれの加振力の周波数でも僅かに大きくなる。この時、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥの両方をより大きな振動とすることができる加振力の周波数はｆ１となり、駆動周波数をｆ１としている。
【００２６】
プロットのＥ´は、従来技術（特許文献１）のように、Ｖ（和）をＶ（差）と同じ大きさとした場合の第２の振動モードの振動の大きさである。
この場合には、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥ´の両方をより大きな振動とすることができる加振力の周波数はｆとなり、駆動周波数はｆとなる。
従来技術の場合の駆動周波数ｆよりも本実施形態での駆動周波数ｆ１の方が、第３の振動モードＦの固有振動数との差が大きく、本実施形態の方が第３の振動モードＦの振動の大きさを小さくすることができる。
前述したように、第３の振動モードＦの振動も、いずれの加振力の周波数でも大きくなるが、その量は僅かである。
一方、駆動周波数と第４の振動モードＧの固有振動数の差が小さくなり、第４の振動モードＧの振動は大きくなるが、十分に小さな値を保っている。
これにより、第３や第４の振動モード等の不要な振動モードによる共振周波数から駆動周波数を遠ざけることによって不要振動の応答を下げることができ、塵埃を移動させる効率を高くすることが可能となる。
【００２７】
Ｖ（差）をＶ（和）よりも小さくする等して、本実施形態とは逆に、第１の振動モードと第２の振動モードの内、第３の振動モードと固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力を、
固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力よりも大きくする振動体の駆動方法とした場合について、ここで述べる。
この場合には、図６中で、第１の振動モードの振動の大きさがプロットＤ´で、第２の振動モードの振動の大きさがプロットＥ´のようになる。
このとき、第１の振動モードと第２の振動モードの両方をより大きな振動とすることができる加振力の周波数はｆ２となり、駆動周波数はｆ２となる。
駆動周波数と第３の振動モードＦの固有振動数の差が小さくなってしまう為に、第３の振動モードＦの振動は大きくなってしまう。
そのため、本実施形態では上記したように、第１の振動モードと第２の振動モードの内、第３の振動モードと固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力を、固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力よりも大きくする振動体の駆動方法を採っている。
【００２８】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態における振動体の駆動方法例について説明する。
本実施形態では、塵埃を移動させるために合成する２つの振動を、図５で示した振動モードとしている。
一つ目の振動モードは、左右方向（第１の方向Ａ）にの面外１０次曲げ変形であり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外１次曲げ変形となる振動モード（図５（ａ−１）、（ａ−２））である。
本実施形態では、この振動モードを第１の振動モードと呼ぶこととする。
二つ目の振動モードは、左右方向（第１の方向Ａ）にの面外１１次曲げ変形であり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外１次曲げ変形となる振動モード（図５（ｂ−１）、（ｂ−２））である。
本実施形態では、この振動モードを第２の振動モードと呼ぶこととする。
【００２９】
第１の振動モードと第２の振動モードは、第１の方向Ａに並ぶ複数の節線を有している。
また、第１の方向Ａに並ぶ節線の数は、第１の振動モードで１１であり、第２の振動モードで１２であり、異なる。第１の振動モードは、面外曲げ変形の次数が第２の振動モードよりも少なく、波長が長いために、第２の振動モードよりも固有振動数が低い。
第１の振動モードと第２の振動モードを時間位相差を設けて生成すると、合成された振動は、対象物を第１の方向Ａに移動する振動となる。
この合成された振動は、上下方向（第２の方向Ｂ）に見たときに、中央付近と上下端付近をより効率的に移動させる事ができる特徴をもっている。
また、上下方向（第２の方向Ｂ）に並ぶ節線が、第１の振動モードのものと第２の振動モードのものとで、ほぼ同じ位置にある。
これによって、この位置では振動の大きさがほぼゼロとなり、対象物を移動させない事が可能となっている。
【００３０】
図７を用いて、本実施形態の第１の振動モード及び第２の振動モードの節線と各圧電素子２の配置及び電極パターンの対応を説明する。
プロット６に、振動体３の上下方向（第２の方向Ｂ）の中央部に励起する第１の振動モードの変位分布（図中７）と、同じく第２の振動モードの変位分布（図中８）を示している。
縦軸は光学素子１の面外方向の変位で、撮像素子４が配置されている側と反対側を正としている。横軸は図中の光学素子１の左右方向の位置と対応している。
また、本実施形態でも、この２つの振動の曲げの中立面が光学素子１の内部になっている。
変位の正の箇所に配置されている圧電素子２には左右方向（第１の方向Ａ）に伸縮の変形が生じ、変位の負の箇所に配置されている圧電素子２には逆位相（１８０°）の左右方向（第１の方向Ａ）の伸縮の変形が生じる。
【００３１】
左右の両端の圧電素子２ａと２ｂは矩形板形状で、第１の方向Ａにおいては光学素子１の両端まで配置され、第２の方向Ｂにおいては光学素子１の端から光学有効範囲５まで配置されている。
圧電素子２ａと２ｂは、光学素子１と結合されている裏面には全面に一様な電極を有しており、反対面の表面には分割電極９を有している。
分割電極９の左右方向（第１の方向Ａ）の分割箇所は、図中の破線で対応を示しているように、第１の振動モードの変位分布７での変位がほぼゼロとなる節の箇所と、第２の振動モードの変位分布８での変位がほぼゼロとなる節の箇所との中間の位置となっている。
さらに、分割電極９は上下方向（第２の方向Ｂ）にも配置されており、その分割箇所は、圧電素子２の左右方向（第１の方向Ａ）及び上下方向（第２の方向Ｂ）の伸縮変形の位相が反転する位置としている。
【００３２】
分極時には、裏面の電極をグラウンド電位とし、表面の分割電極９には図中の＋及び−で示しているように、隣合う電極には異なる極性の電位を印加している。
上下方向（第１の方向Ａ）の中央部の分割電極では、左の圧電素子２ａで左端から＋−＋−の極性が与えられ、右の圧電素子２ｂでは右端から＋−＋−の極性が与えられている。
分極方向は圧電素子２の厚さ方向で、図７中では紙面に直交した方向である。
分極後には導電性を有する導電性塗料１０を、分割電極９を跨るように施していて、分割電極９のいずれかの箇所に電圧を印加すると、一つの圧電素子２の分割電極９の全てが同電位となるようになっている。
交番電圧Ｖ１＝Ａ１×ＣＯＳ（２πｆｔ）を左の圧電素子２ａに印加する。Ａ１は電圧振幅値で、ｆは周波数で、ｔは時間である。
これとは時間位相がφだけ異なる交番電圧Ｖ２＝Ａ２×ＣＯＳ（２πｆｔ＋φ）を右の圧電素子２ｂに印加する。Ａ２は電圧振幅値である。
【００３３】
第１の実施形態と同様に、圧電素子２ａと２ｂが逆位相の曲げ変形となる第１の振動モード７に主に寄与する電圧は、交番電圧Ｖ１とＶ２の差の成分のＶ（差）で、Ｖ（差）＝Ｖ１−Ｖ２である。
一方、圧電素子２ａと２ｂが同位相の曲げ変形となる第２の振動モード８に主に寄与する電圧は、交番電圧Ｖ１とＶ２の和の成分のＶ（和）で、Ｖ（和）＝Ｖ１＋Ｖ２である。
上下方向（第２の方向Ｂ）の分割電極９の分極方向の配置は、下から順に−＋−もしくは＋−＋となっている。
これにより、第１の振動モードにも第２の振動モードにも、圧電素子２での伸縮の変形の位相の分布と伸縮力の位相の分布とが一致するようになっている。このため、第１の振動モード及び第２の振動モードの大きな振動を得ることが可能となっている。
【００３４】
ここで、本実施形態で、従来技術（特許文献１）を用いた場合の課題について、説明する。
図８（ａ）は、従来技術（特許文献１）のように、合成する２つの振動モードに対する加振力の大きさを同じとした場合の、加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表すグラフである。
本実施形態においては、Ｖ（差）の大きさとＶ（和）の大きさを同じにした場合にあたる。
図中において、プロットのＤが第１の振動モードの振動の大きさを示し、プロットのＥが第２の振動モードの振動の大きさを示している。
これら二つの振動モードに対する加振力の大きさが同じであるので、各々の固有振動数での振動の大きさは等しくなる。
また、加振力の周波数が各々の固有振動数から遠ざかる程に、振動の大きさは小さくなる。
加振力の周波数が、各々の固有振動数から同じ差をもった周波数での振動の大きさは、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥとで同じとなる。
前述したように、第１の振動モードＤは、第２の振動モードＥよりも固有振動数が低い。
【００３５】
振動体３にはこれら振動モードの固有振動数の付近に、他にも多くの振動モードが存在する（図８（ａ）中、プロットのＦ及びＧ及びＨ）。
これらは、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥと変位の分布が異なり、塵埃の駆動を阻害する不要な振動モードである。
Ｆの振動モードは、左右方向（第１の方向Ａ）の曲げ次数が第２の振動モードＥと同じく面外１１次曲げ変形であり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外曲げ変形が起こらない振動モード（第３の振動モード）である。
図２（ｂ）は、第３の振動モードＦの光学素子１の変形形状である。第３の振動モードＦの変形形状は、第２の振動モードＥの変形形状から上下方向（第２の方向Ｂ）の変形が除かれた状態になっている。
このため、第３の振動モードＦは、第２の振動モードＤよりもやや低い固有振動数を有する。多くの振動モードの中でも、第３の振動モードＦの振動が特に大きくなる。
【００３６】
第３の振動モードＦの振動が特に大きくなる理由について、ここで述べる。
第１の振動モードＤと第２の振動モードＥを発生させるために、圧電素子２ａ及び２ｂに交番電圧を印加して、左右方向（第１の方向Ａ）と上下方向（第２の方向Ｂ）に伸縮力を発生させ、これら方向の曲げ変形力を発生させる。
前述したように、分割電極９の分割位置は、第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥの伸縮変形の位相分布に対応した配置となっている。
一方、第３の振動モードＦも、第１の方向Ａでの伸縮変形の位相分布が、圧電素子２の発生する伸縮力の位相分布に近くなっている。
このため、第３の振動モードＦの振動が大きくなる。同様に、図８（ａ）中のＧに振動の大きさを示している左右方向（第１の方向Ａ）の曲げ次数が第１の振動モードＤと同じ面外１０次曲げ変形となり、かつ、上下方向（第２の方向Ｂ）に面外曲げ変形が起こらない振動モード（第４の振動モード）の振動も、特に大きくなる。
【００３７】
図２（ａ）は、第４の振動モードＧの光学素子１の変形形状である。
第４の振動モードＧの変形形状は、第１の振動モードＤの変形形状から上下方向（第２の方向Ｂ）の変形が除かれた状態になっている。
このため、第３の振動モードは、第１の振動モードＤよりもやや低い固有振動数を有する。
【００３８】
第３の振動モードＦや第４の振動モードＧは、第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥと上下方向（第２の方向Ｂ）の変位分布が異なるために、これらの振動モードが大きいと、上下方向（第２の方向Ｂ）に振動のムラが生じてしまう。
第１の振動モードＤと第２の振動モードＥの固有振動数の中間であるｆ（図８（ａ）中）の周波数を駆動周波数とすると、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥとの両方をより大きな振動とすることができる。
この時、第３の振動モードＦと第４の振動モードＧの振動の大きさを比較すると、第１の振動モードと第２の振動モードの固有振動数の間に固有振動数が位置し、固有振動数と駆動周波数の差が小さい第３の振動モードＦの方が、大きな振動となる。
図８（ａ）の例では、第１の振動モードＤ及び第２の振動モードＥの振動の大きさに比較し、第３の振動モードＦの振動は半分程度の大きさで、第４の振動モードＧの振動は４分の１程度の大きさである。このため、第４の振動モードＧよりも第３の振動モードＦの方が、振動のムラを生じさせてしまう。
振動のムラを生じさせないためには、第３の振動モードＦの振動を小さくする事が課題である。
本実施形態では、第２の振動モードに対する加振電圧のＶ（和）を、第１の振動モードに対する加振電圧のＶ（差）よりも大きくする駆動方法を採っている。
すなわち、第１の振動モードと第２の振動モードの内、第３の振動モードとの固有振動数の差が小さい振動モードに対する加振力を、固有振動数の差が大きい振動モードに対する加振力よりも大きくする振動体の駆動方法を採っている。
【００３９】
このような本実施形態における振動体の駆動方法による作用効果について、図８（ｂ）を用いて更に説明する。
図８（ｂ）は、本実施形態における加振力の周波数と各振動モードの振動の大きさを表すグラフである。
図中のプロットのＤは第１の振動モードの振動の大きさで、プロットのＥは第２の振動モードの大きさである。プロットのＦは第３の振動モードの大きさで、プロットのＧは第４の振動モードの大きさである。
第２の振動モードＥに対する加振電圧のＶ（和）を、第１の振動モードＤ対する加振電圧のＶ（差）よりも大きくしているため、各々の固有振動数での振動の大きさは、第１の振動モードＤよりも、第２の振動モードＥの方が大きくなっている。
また、加振力の周波数が、各々の固有振動数から同じ差をもった周波数での振動の大きさは、第２の振動モードＥの方が大きくなる。
第３の振動モードＦは、変形形状が第２の振動モードＥと似通っているために、第３の振動モードＦの振動も、いずれの加振力の周波数でも僅かに大きくなる。
【００４０】
この時、これら振動モードの両方をより大きな振動とすることができる加振力の周波数はｆ１となり、駆動周波数をｆ１としている。
プロットのＥ´は、従来技術（特許文献１）のように、Ｖ（和）をＶ（差）と同じ大きさとした場合の第２の振動の大きさである。
この場合には、第１の振動モードＤと第２の振動モードＥ´の両方をより大きな振動とすることができる加振力の周波数はｆとなり、駆動周波数はｆとなる。
従来技術の場合の駆動周波数ｆよりも、本実施形態での駆動周波数ｆ１の方が、第３の振動モードＦの固有振動数との差が大きく、第３の振動モードＦの振動を小さくできている。
前述したように、第３の振動モードＦの振動も、いずれの加振力の周波数でも大きくなるが、その量は僅かである。
一方、駆動周波数と第４の振動モードＧの固有振動数の差が小さくなり、第４の振動モードＧの振動は大きくなるが、十分に小さな値を保っている。
これにより、第３や第４の振動モード等の不要な振動モードによる共振周波数から駆動周波数を遠ざけることによって不要振動の応答を下げることができ、塵埃を移動させる効率を高くすることが可能となる。
【００４１】
［第３の実施形態］
第１の実施形態では、第１の振動モード及び第２の振動モードに対する加振力の大小の設定として、電圧の大小を設定する駆動方法を示した。
本実施形態では、圧電素子２の分割電極９の配置を有効に設けた振動装置について示す。
本実施形態が、第１の実施形態と異なっている点は、Ｖ（和）をＶ（差）と同じ大きさとしている点と、圧電素子２の分割電極９の配置が異なっている点である。
【００４２】
図９を用いて、本実施形態の面外１０次曲げ振動モード（第１の振動モード）及び面外１１次曲げ振動モード（第２の振動モード）の節線と各圧電素子２の配置及び電極パターンの対応を説明する。
プロット６に、振動体３に励起する第１の振動モードの変位分布（図中７）と、同じく第２の振動モードの変位分布（図中８）を示している。
縦軸は光学素子１の面外方向の変位で、撮像素子４が配置されている側と反対側を正としている。
横軸は図中の光学素子１の左右方向の位置と対応している。
分割電極９の分割箇所は、図中の破線で対応を示しているように、第１の振動モード７の変位分布７での変位が略ゼロとなる節の箇所としている。
これにより、圧電素子２の伸縮力の位相分布と、第１の振動モード７の伸縮変形の位相分布とが、第１の実施形態よりも合致した状態となっている。
これによって、Ｖ（差）による第１の振動モード７に対する加振力を大きくすることができる。
一方、圧電素子２の伸縮力の位相分布と、第２の振動モード８の伸縮変形の位相分布とは、第１の実施形態よりも位置ずれをもった状態となっている。これによって、Ｖ（和）による第２の振動モード８に対する加振力を小さくすることができる。
これらにより、第２の振動モード８に対する加振力よりも、第１の振動モード７に対する加振力の方を大きくすることができる。
これにより、前述した第１の実施形態の場合と同様に、塵埃を移動させる効率を高くすることが可能となる。
【００４３】
本実施形態では、圧電素子２の分割電極９の分割位置を、第１の振動モード７の節位置に略一致するように構成されている。
しかし、このような構成に限らず、圧電素子２の分割電極９の分割位置を、第２の振動モード８の節位置よりも、第１の振動モード７の節位置により近く設けるようにすることでも、程度の差こそあれ、本発明の効果は得られる。
更に、第１の振動モードと第２の振動モードの内、第３の振動モードとの固有振動数の差が大きい振動モードの節線の位置よりも、固有振動数の差が小さい振動モードの節線の位置に対して、分割電極の分割位置が、より近くに設けるようにすることが望ましい。
これにより、第１の実施形態の場合と同様に、第３の振動モード等の不要な振動モードによる共振周波数から駆動周波数を遠ざけることによって不要振動の応答を下げることができ、塵埃を移動させる効率を高くすることが可能となる。
また、本実施形態において、さらに第１の振動モードに対する加振電圧のＶ（差）を、第２の振動モード対する加振電圧のＶ（和）よりも大きくすると、さらに第３の振動モードの振動を小さくでき、より塵埃を移動させる効率を高くすることも可能である。
また、本実施形態において、圧電素子２の分割電極９の左右方向（第１の方向Ａ）や上下方向（第２の方向Ｂ）での分割位置を、第２の振動モードの節の箇所に合致させたり、近く設けたりした場合も、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
［第４の実施形態］
本実施形態が、第３の実施形態と異なる点は、図１０に示す圧電素子２ｃ及び２ｄを加え、圧電素子２を４つとしたことである。
圧電素子２ａ及び２ｂは、長辺が第２の方向Ｂに沿うように配置されている。それに対し、圧電素子２ｃ及び２ｄは、長辺が、第１の方向Ａに沿うように配置されている。
これにより、第１の方向Ａにより数多くの分割電極を配置する事が可能となっている。
圧電素子２ｃ及び２ｄの分割電極９の分割位置は、第１の振動モード７の節位置と合致させてある。
圧電素子２ｃ及び２ｄのそれぞれの分割電極９の分極方向は、図中の＋−で示すとおり、圧電素子２ａ及び２ｂの分極方向の配置と連続するように、左右の両端から−＋−の順で配置している。
これによって、Ｖ（差）が印加された際の第１の振動モード７に対する加振力をより大きくすることができる。
これによって、第３の実施形態よりも、さらに塵埃を移動させる効率を高くすることができる。
また、圧電素子２ｃ及び２ｄの配置位置は、上下方向（第２の方向Ｂ）での中心位置を、第３の振動モードの節線の位置と合致させている。
これにより、第３の振動モードによる上下方向（第２の方向Ｂ）での、伸縮変形の位相分布と伸縮力の位相分布との関係により、第３の振動モードに対する加振力を発生し難いようにもできている。
【００４５】
［その他の実施形態］
これまでの実施形態で述べた振動モード以外を、対象物を移動させるために合成しても、本発明で意図する振動モードの固有振動数の関係を鑑みた加振力の大小を設定すれば、本発明の効果は得られる。
また、振動体の形状の代表的なものとして、矩形板形状のものを示したが、例えば円板形状や多角形形状などの如何なる形状の振動体であっても良く、振動体の形状を限るものではない。
さらに、加振力の大小の操作方法として、他にも、一方の振動モードの変形分布により合致した部分に対し、圧電特性を上げた物もしくは下げた物、積層圧電素子を用いた場合に積層数を増やした物や積層数を減らした物を対象とした発明である。
もしくは、層厚を変化させた物、さらには振動体の外部から振動体に加振力を与えることなどでも良く、特に限定されるものではない。
【００４６】
以上の各実施形態で説明した振動装置や振動体の駆動方法は、駆動装置に適用して所定の方向に対象物を駆動する駆動装置を構成することができる。
また、塵埃除去装置に適用して所定の方向に塵埃を移動させて除去する塵埃除去装置を構成することができる。
さらに、このような塵埃除去装置を適用して光路上の塵埃を除去する光学機器を構成することができる。
具体的には、例えばカメラ、ファクシミリ、スキャナー、プロジェクター、複写機、レーザビームプリンター、インクジェットプリンター、レンズ、双眼鏡、画像表示装置などの光学機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：光学素子
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ：圧電素子
３：振動体
４：撮像素子
５：光学有効範囲（光学有効部）
６：振動モードの変位分布
７：第１の振動モードの変位分布
８：第２の振動モードの変位分布
９：分割電極
１０：導電性塗料
１００：制御回路
１０１：電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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